如果你曾發現手機莫名其妙地發燙,感覺像突然握著一顆燙手山芋,這或許是了解香港大學機械工程系助理教授周嘉煒教授研究工作的起點。
周教授的研究聚焦不同材料的熱傳導機制,及電子設備以至數據中心等科技的熱流控制。隨著電腦運算能力的需求大增,管理能源效益變得越來越重要,熱管理已成為重大的科學與工程挑戰。
周嘉煒教授憑藉在熱管理領域的開創性研究獲選為2026年「裘槎麥德華前瞻科研大獎」得主。該獎項旨在支持香港傑出的新晉科研學者,表彰具備卓越潛力及國際競爭力的科研人員。每位得獎者可獲500萬港元資助,以推動創新科研項目。
周教授表示:「這項殊榮對我的團隊是莫大的鼓舞,讓我們有信心開展具前瞻性、長遠的原創研究,專注攻克微納米級能量傳輸中最基礎且關鍵的科研挑戰。」
周教授的研究運用先進的計算與實驗技術,探究不同材料內的熱傳導機制,可以為電子設備、電池、數據中心及可持續建築等領域開發創新解決方案。其研究突破傳統框架,不僅聚焦於聲子(在許多固體中負責熱傳導的原子振動),亦同時探索電子與分子作為替代熱載體的潛力。
周教授解釋:「我們致力研發在微納米級具有極端熱傳導特性的新材料,並探索主動調控熱流的方法。我們的研究目標是預測、發現並開發能夠接近甚至超越現有熱傳導與隔熱基準的新材料。」
這些新材料的潛在應用廣泛,包括提升移動設備性能、提高驅動人工智能技術的大型數據中心的冷卻效率,以及推動更環保、更安全的能源解決方案。
他指出,深入理解能量傳輸的微觀機制(例如電子、分子層面的相互作用),是開發新型能源解決方案的關鍵所在。周教授表示:「我們研究團隊對微觀能量載體在這些動態過程中所扮演的角色特別感興趣,希望能夠進一步理解並設計能量傳輸路徑,以提升效率。」
此外,目前全球約一半的能源需求以熱能的形式供應,佔全球二氧化碳排放約百分之四十。如何有效地輸送和利用熱能,對推動全球清潔能源轉型及達成碳中和目標至關重要。將材料設計與微觀能量傳輸結合,能為能源效率提升帶來新的契機。
周教授總結道:「我們的目標是設計出能夠突破熱控極限的全新材料,並將其融入實際應用中,為建設更可持續的未來作出貢獻。」